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TOSSランドNo: 1133120 更新:2012年12月09日

安全!確実!水素集め


法則化シリーズ/理科/6年

安全!確実!水素集め

               福島法則化アンバランス TOSS会津 薄井 健文

これは舘野健三氏の実践「水溶液と金属ー水素発生装置」の紹介である。

出典:第1期教育技術の法則化7 プロ教師の基礎技術ー小学6年

発問1:

水素だけを集めることができますか?

子どもたちはすぐに発表した。
・できる ・むずかしい ・うまくやればできる。
それではやってみよう。しかし大量に集めると爆発するので注意した。

準備物(一つの班の量)
①小ビンまたはからインクビン
②スチールウール 班に親指大一つ
③うすい塩酸(2N)各班の小ビンにはいるだけ、20~30cm3
④深めの水槽か、500cm3のビーカー一つ
⑤小ビンのゴム栓、穴を1つ直径5mmくらいにあけたもの。
  空インクビンはふたに、針金を焼いて穴を空けておく。
⑥試験管2~3本

どのように実験して、水素を集めるか話し合わせたが、よい方法が出なかった。
準備をした器具を見て、およその見当はつけられたようだが、爆発することを聞い
ているので、簡単に実験にかかれなかった。

指示1:

水上置換で水素を集めなさい。(図工の装置)

<注>水上置換とは、下図のように、器内の水と入れ替えて気体を集めることである。

水素発生装置
①ビンの中にスチールウールを入れる。
②ビンの中にうすい塩酸を入れてふたをする。
③ビーカーの底に沈める。
④泡が出てくるので、試験管に水を入れ、親指で押さえて泡の出口に当て、水素を集める。

Suizyou_h2

ただこれだけの装置で水素が安全に集められる。
インクビンの代わりに、フィルムケースを使ってもよいが
ビーカーの底に沈めたとき、軽くて浮かんでしまう。

ビーカーで水素を集めるので、試験管以外の大きな
容器で集めにくいので安全である。また、水中からの
水素の発生だから、引火することもない。

発問2:

集めた泡(気体)が水素であることをたしかめなさい。

子どもたちは、気体であるので確かめるのに困っていた。
石灰水では確かめられないという。
リトマス紙では関係ないという。
気体だから、今までで習ったことで、酸素は激しくもやす働きがある。
水素は爆発性があるので、火を集めた試験管に近づけてみようということになった。
注意することは、マッチ棒の火を試験管の口の上に持ってきてから、
親指を離して口を空けないと、火が近づく前に出ていってしまう。

Suiso_bakuhatu

火を図のように近づけてから親指を離すと、
「ポン」とすんだ高い音が出た。
子どもたちは、「これが爆発だ」「水素だ」という。
班の子が全員やってから、今度は直接火を近づけさせた。
すると、プツプツとやはり小さな爆発がわかる。
この装置はいつでも水素を発生させることが
でき、何度も爆発を確認できる。

このように簡単な装置で、しかも安全に水素が取り出せ、
子供たちも喜んで実験していた。
実験は、結果が明確に分かることである。
だれでも認められる結果が出ると、
実験の役割は大きく学習効果が上がるのである。

参考)化学Ⅰ、実教出版、新しい理科6年上、東京書籍 (中萩中小6年学年理科実技研より)


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